Типы инверторов

Большинство приборов, которые мы используем в повседневной жизни работает на переменном токе 220В.
А аккумуляторы, где накапливается энергия от электросети, генератора или от солнечных батарей- это источник постоянного тока. Поэтому, для того, чтобы обычные приборы могли использовать энергию, накопленную в аккумуляторе, необходимо преобразовать постоянный ток AC в переменный ток DC, для этого необходим прибор под названием инвертор.
Инвертор - это устройство предназначенное для преобразования постоянного тока DC в переменный AC для дальнейшего использования этого тока бытовыми приборами.

Инверторы для ИБП

Некоторые инверторы имеют встроенное зарядное устройство, в этом случае  такой инвертор можно использовать как источник бесперебойного питания, подключив к нему аккумулятор.

Источник бесперебойного питания (аббревиатура ИБП, на английском UPS  - Uninterruptable Power Supply) - это устройство, предназначенное для поддержания электропитания приборов при отключении основного источника электроэнергии.

Любой источник бесперебойного питания состоит из трех основных элементов:

  1. Преобразователь DC-AC (Инвертор)
  2. Аккумулятор - служит для накопления электроэнергии с последующем её использованием при отключении основного источника энергии.
  3. Зарядное устройство для подзарядки аккумулятора.

Эти три элемента могут быть в виде трех разных приборов, соединенных между собой или совмещены в одном корпусе.

Принцип работы источника бесперебойного питания.

Общий принцип работы источника бесперебойного питания прост: когда сеть есть, прибор, подключенный к инвертору, работает от сети, а зарядное устройство заряжает аккумулятор, этот режим работы называется сетевой режим  или нормальный режим работы инвертора. Как только электросеть пропадает, инвертор начинает преобразовывать накопленную энергию в аккумуляторах в переменный ток и питает этот прибор (или несколько приборов), такой режим работы ИБП называется инверторный режим.

Типы инверторов для ИБП

Существует три самых распространенных основных типа инверторов для ИБП, отличающихся разным алгоритмом преобразования постоянного тока в переменный:

Резервный тип инвертора (или по другому их называют оффлайн или стэндбай, от английского offline, standby). Такое название они получили потому что в нормальном режиме работы, когда сеть не отключена, подключенные приборы работают напрямую от сети и никак не связаны с аккумулятором. Но как только происходит перебой в сети и на вход инвертора перестаёт подаваться напряжение, срабатывает реле, которое переключает ИБП в инверторный режим и теперь приборы никак не связаны с сетью, а работают только за счёт накопленной до этого энергии в аккумуляторах.

Линейно-интерактивный тип инвертора (line-interactive, lineinteractive). Этот инвертор работает по тому же принципу, что и инвертор резервного типа, но в линейно-интерактивном инверторе есть встроенный стабилизатор напряжения сделанный на основе трансформатора с переключающимся обмотками. В сетевом режиме этот инвертор выступает как стабилизатор напряжения, улучшая качество электросети на выходе из инвертора.

Онлайн инвертор (online) - это инвертор с двойным преобразованием. Имеет встроенный выпрямитель, который преобразует переменный ток от сети на входе в постоянный ток, а на выходе преобразует его обратно в переменный для дальнейшего потребления. В инверторном режиме, когда происходит обрыв сети, энергия берется также, от аккумулятора.

Так же есть инверторы с комбинированными типами работы. Например, онлайн инвертор с функцией Standby, принцип работы такого инвертора заключается в том, что инвертор определяет допустимый диапазон входного напряжения (например +/- 10%), где инвертор работает с КПД 100% в режиме offline напрямую от сети без преобразований, но как только напряжение в сети начинает скакать выше заданного порога, инвертор переходит в режим онлайн и на выходе из инвертора мы получаем стабильное напряжение, но при этом КПД инвертора понижается.

У каждого типа инверторов для ИБП есть свои преимущества и недостатки:

Тип инвертора Преимущество Недостаток
Резерный (offline) Простота конструкции Отсутствует стабилизация напряэения на выходе
Низкая цена При любых скачках напряжения сети переключается на инверторный режим, тем самым снижает срок службы аккумуляторов
Высокий КПД в сетевом режиме Высокое время переключения в инверторный режим, что не позволяет использовать этот инвертор для защиты чувствительных к приборов.
Линейно-интерактивный Есть встроенный стабилизатор напряжния, это позволяет не переключатся в инверторный режим каждый раз, когда скачет напряжение сети, тем самым продлевается срок службы аккумуляторов Время переключения в инверторный режим 4-6 мс, не позволяет использовать такой инвертор для защиты чувствительных приборов.
В сетевом режиме может работать без аккумуляторов
Высокий КПД в сетевом режиме, но за счёт стабилизатора чуть ниже, чем у оффлайн инвертора
Онлайн инвертор Время переключения с сетевого режима в инверторны - ноль, поэтому можно использовать для защиты чувтсвительных приборов Цена (в два - три раза дороже линейно-интерактивного)
Низкий КПД, по сравнению с остальными типами инверторов
Высокий уровень стабилизации - корректруется не только напряжение, но и частота переменного тока Высокое тепловыделение и как следстве высокий уровень шума системы охлаждения
Высокий износ аккумуляторов за счёт двойного преобразования

Солнечные инверторы

Существуют инверторы, специально предназначенные для работы совместно с солнечными панелями. Эти инверторы имеют встроенный контроллер заряда аккумулятора от солнечных батарей, такие инверторы называются солнечные инверторы.

Основное их преимущество заключается в том, что у них есть возможность выстраивания приоритета работы от разных источников энергии: от солнечных панелей, от аккумулятора и от сети. В зависимости от того, как выстроен приоритет работы солнечного инвертора, от того источника энергии и будут работать приборы.

Например, приоритет 1 - солнечные панели, приоритет 2 - сеть, приоритет 3 - аккумуляторы. В этом случае приборы, подключенные к солнечному инвертору, будут работать от энергии, получаемой от солнечных батарей, как только солнце пропадет или энергии от солнечных батарей будет не достаточно, инвертор переключится на работу от сети, ну а если по каким-то причинам пропадет и сетевое электричество, то вход пойдет энергия, накопленная в аккумуляторах.

Сетевые инверторы

Есть категория солнечных инверторов, которые могут преобразовывать постоянный ток, вырабатываемый солнечными батареями в переменный, минуя аккумуляторы. При этом, если для подключенных к инвертору приборов энергии солнечных батарей не достаточно, инвертор берет эту энергию из сети, а если солнечные батареи вырабатывают энергии больше, чем потребляют эти приборы, то инвертор отдаёт излишки электроэнергии в городскую сеть.

К сожалению, в Российской Федерации не предусмотрен так называемый "зеленый тариф" и частные лица не могут продавать электричество государству. А современные счётчики будут считать отданную в сеть электроэнергию как за использованную и за неё так же придется платить по общему тарифу.

Решением данной проблемы является специальное устройство, которое называется ваттроутер. Это устройство не позволяет инвертору передать энергию в сеть, распределяя её по нагрузкам.

Данный тип инверторов имеет смысл ставить только юр. лицам и то, только после согласования с управляющей компанией и после получения соответствующих разрешений.

Недостатком такого инвертора является то, что сетевой инвертор не может работать при отсутствии городской сети. Как только сеть пропадает, инвертор перестает работать и даже электричество, вырабатываемое солнечными батареями будет невозможно использовать.

Решением этой проблемы может стать дополнительный источник бесперебойного питания на входе в сетевой инвертор.

Гибридные инверторы.

Данный инвертор является смесью сетевого инвертора и источника бесперебойного питания. Этот инвертор может как отдавать энергию в сеть от солнечных батарей, так и брать энергию из сети, если мощности недостаточно. А также данный инвертор соединяется с аккумуляторами для накопления электро энергии, и использовании её в дальнейшем в случае перебоя в сети.

Если обычный сетевой инвертор при отключении городской сети перестает работать, то гибридный продолжает спокойно работать до тех пор, пока не израсходует всю накопленную в аккумуляторах энергию. При этом, если к этому инверторы подключены солнечные батареи, то энергию он берет от них, не расходую энергию аккумуляторов.

Гибридные инверторы также используют при недостатки мощности, проведенной городской сети. Они добавляют мощность от аккумуляторов или солнечных батарей "подмешивая" её мощности сети. 

Например, к Вашему дому подведена однофазная сеть, с максимальной мощностью 3 кВт. Но в Вашем доме суммарная мощность приборов может 5 кВт. И как только нагрузка превышает 3 кВт, срабатывает автоматический выключатель и вырубает всё электричество в доме. В этом случае, Вы можете установить себе гибридный инвертор на 5 кВт. И не смотря на то, что Ваша сеть способна выдать только 3 кВт, оставшиеся 2 кВт, будут браться от аккумуляторов.

По подбору инверторов и уточнению их технических характеристик, обращайтесь к нашим специалистам